一种大气多污染物检测设备

技术领域

本发明属于大气污染治理技术领域，具体涉及一种大气多污染物检测设备。

背景技术

空气污染物是由气态物质、挥发性物质、半挥发性物质和大气颗粒物的混合物造成的，组成成分常处于动态变化之中。大气污染物检测设备则需要对各种组分的污染物进行实时检测，以实现良好的监测监控。这些检测依赖不同种类的在线检测仪器进行，不同种类的污染物需要借助不同的检测仪器，例如空气颗粒度检测设备、挥发性有机物(VOCs)检测仪器等。

在对设定区域的大气污染物进行检测时，由于需要同时携带以及安装运行各种类检测仪器，检测工作开展起来较为不便，检测效率较低。且由于设备在运行时，往往固定于某一位点，装置的进样方向固定，无法自动变化和调节；采取的空气样本来源于某一位点的固定方向，影响样本的全面性，难以准确反应当前区域的空气污染物状况。并且，在对某区域进行检测的过程中，设备一般需要长时间不间断的运行，以实现准确检测和实时监测；长期不间断的运行之下，设备会产生较多热量，需要及时散热，以避免损坏主机中央处理器、影响设备运行。而现有的大气检测设备散热结构较为简单，例如在外表面上开设散热孔进行散热；这样的散热方式，散热效率较低，效果较差，导致热量出现堆积，加速元件老化速度，影响设备运行速度。

发明内容

本发明提供一种大气多污染物检测设备，以解决现有技术中，大气污染物检测设备无法调节采样方向、设备散热效果差、设备检测效率低等问题。

本发明提供的大气多污染物检测设备，包括安装有多种污染物检测组件的检测设备主体、与所述检测设备主体转动连接的转动底座、位于所述转动底座下方并与转动底座连接的配重底座；所述污染物检测组件均包括进气口和出气口，并通过所述进气口将外界空气吸入到污染物检测组件内部进行检测，经检测后的气体从出气口排出；所述检测设备主体包括设置于内部的与污染物检测组件电性连接的中央处理机构，以及设置于检测设备主体壳体上的显示模块，所述显示模块与中央处理机构电性连接；

在检测设备主体内部还设有水冷机构；所述水冷机构包括热交换箱、冷水管、回流管以及若干个导热柱；在检测设备主体的外侧设置有储水箱；所述热交换箱、储水箱内均有冷却液；所述冷却液通过冷水管及水泵组件从储水箱内通入热交换箱中，所述热交换箱中的冷却液通过回流管流入储水箱内；每个导热柱为闭环回路，回路的一部分穿过热交换箱，另有一部分穿过中央处理机构，并与中央处理机构内壁表面相接；若干个导热柱从上到下平行排列；

在所述热交换箱内上下相邻的两个导热柱之间，设有隔液挡板，所述隔液挡板的一端与热交换箱内壁相接，另一端与热交换箱内壁相离，且上下相邻的隔液挡板的与热交换箱相接的一端和相离的一端呈交叉分布，使得冷却液从热交换箱底部的冷水管入口流入，在热交换箱内呈S形迂回流动向上，经过不同层的导热柱而从热交换箱顶部通过回流管流出。

可选的，所述转动底座通过限位支撑板与检测设备主体转动连接；所述限位支撑板顶端与检测设备主体底面固定连接，底端与转动底座上表面通过滑槽而转动连接；转动底座内部固定连接有电机，所述电机固定连接有转动轴，所述转动轴与检测设备主体的底面固定连接，与转动底座转动连接。

可选的，所述电机通过固定连接于转动底座内壁的安装板而与转动底座固定连接，所述安装板与电机固定连接；所述转动轴通过活动定位轴与转动底座转动连接，所述活动定位轴为中空柱形，外表面与转动底座转动连接，内表面与转动轴外表面固定连接。

可选的，所述转动底座的侧面开设有散热槽，所述散热槽面向外部的一侧设有过滤网，面向转动底座内部的一侧设有散热扇。

可选的，转动底座部分下沉嵌入配重底座内部；转动底座侧面与配重底座侧面通过第一弹性缓冲件卡接；转动底座底面与配重底座内腔底面通过第二弹性缓冲件连接；转动底座的侧面上开设有限位滑槽，所述限位滑槽内活动连接有活动限位杆，所述活动限位杆的另一端与配重底座的内腔底面活动连接。

可选的，所述第一弹性缓冲件包括横向弹性缓冲套板；所述横向弹性缓冲套板沿着配重底座侧面一圈分布，固定连接于配重底座内壁，并卡接于转动底座与配重底座之间；在横向弹性缓冲套板内部均匀分布有软质弹性块。

可选的，所述第二弹性缓冲件包括限位滑套和弹力球；在转动底座底面与配重底座内腔底面分别上下对应地固定连接有两个限位滑套，在两个限位滑套之间连接有弹力球；所述弹力球包括弹力球壳，弹力球壳的外表面与所述限位滑套的内侧活动连接，弹力球壳的内壁上连接有伸缩连杆，伸缩连杆的一端活动连接有连接块，伸缩连杆的外表面上套设有缓冲弹簧，缓冲弹簧的两端分别与弹力球壳的内壁、连接块的外表面固定连接。

可选的，所述污染物检测组件包括氮氧化物检测组件、恶臭气体检测组件、挥发性有机物检测组件、颗粒物检测组件，分别用于检测大气中的氮氧化物、恶臭气体、挥发性有机物以及颗粒物，并获取相应的污染物指标数据。

可选的，所述中央处理机构用于对各所述污染物检测组件检测产生的数据进行综合分析和实时显示。

可选的，本设备包括电源，电源用于为设备供电；所述电机连接有控制装置，所述控制装置与中央处理机构电性连接。

本发明提供的大气多污染物检测设备，可集成多种污染物检测组件，通过检测设备主体中的中央处理机构而实现对多种污染物的检测、分析和数据处理。为解决多个检测模块集成、以及设备长期持续运行情况下，中央处理机构高功率运转产热高的实际问题，本设备设置水冷结构，通过导热柱、热处理箱以及储水箱等结构，实现良好的水冷降温效果，进而确保中央处理机构及整体设备的良好、稳定运行。此外，检测设备主体与底座为转动连接，使得搭载在检测设备主体之上的各污染物检测组件可以转动改变方向，其进气口可处于不同的进气方向，避免对单一方向上的空气进行重复检测，空气样本将更加全面，检测数据的准确度和可信度得以提高。

进一步地，本发明在检测设备上设有弹性缓冲件，可将装置晃动或震荡过程中产生的作用力削弱，减缓装置在横向和竖向上的晃动，使得污染物检测组件内的检测探头、传感器等各精密仪器结构保持相对稳定，进而确保设备的稳定运行和检测数据的稳定准确。

附图说明

图1为本发明正视角立体结构示意图；

图2为本发明后视角及水冷机构立体结构示意图；

图3为本发明热交换箱正向剖面示意图；

图4为本发明热交换箱侧向剖面示意图；

图5为本发明导热柱和热交换箱俯视结构示意图；

图6为本发明转动底座剖面示意图；

图7为本发明弹性缓冲结构示意图；

图8为本发明弹力球剖面示意图。

图中：1-检测设备主体，11-氮氧化物检测组件，12-恶臭气体检测组件，13-挥发性有机物检测组件，14-颗粒物检测组件，15-显示模块，16-配重底座，17-中央处理机构，2-转动机构，21-转动轴，22-活动定位轴，23-转动底座，24-限位支撑板，25-安装板，26-电机，27-散热槽，28-过滤网，29-散热扇，3-缓冲机构，31-横向弹性缓冲套板，32-软质弹性块，33-活动限位杆，34-限位滑槽，35-限位滑套，36-弹力球，361-弹力球壳，362-伸缩连杆，363-连接块，364-缓冲弹簧，4-水冷机构，41-储水箱，42-水泵组件，43-冷水管，44-进水管，45-导热柱，46-热交换箱，47-回流管，48-隔液挡板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的优选的技术方案进行详细说明。

本发明提供一种大气多污染物检测设备，如图1所示，包括安装有多种污染物检测组件的检测设备主体1、与所述检测设备主体1转动连接的转动底座23、位于转动底座下方并与转动底座连接的配重底座16；所述污染物检测组件均包括进气口和出气口，并通过所述进气口将外界空气吸入到污染物检测组件内部进行检测，经检测后的气体从出气口排出。所述检测设备主体1包括设置于内部的与污染物检测组件电性连接的中央处理机构17，以及设置于检测设备主体1壳体上的显示模块15，所述显示模块15与中央处理机构17电性连接。

具体地，所述污染物检测组件可包括氮氧化物检测组件、恶臭气体检测组件、挥发性有机物检测组件、颗粒物检测组件等，分别用于检测大气中的氮氧化物(NOx)、恶臭气体、挥发性有机物(VOCs)以及颗粒物(PM2.5、PM10)等，并获取相应的污染物指标数据。各污染物检测组件的种类和数量不限，可通过模块化安装的形式，在检测设备主体之上设置相应的接口或卡槽，安装于检测设备主体之上。检测设备主体1内含有显示模块15和中央处理机构17，用于对各所述污染物检测组件检测产生的数据进行综合分析和实时显示。检测设备主体1连接转动机构，包括电机、旋转轴等，使得检测设备主体可相对于转动底座23而转动；而配重底座16起到配重、固定设备的作用。

如图2～5所示，在检测设备主体1内部还设有水冷机构4。所述水冷机构4包括热交换箱46、冷水管43、回流管47以及若干个导热柱45；在检测设备主体1的外侧设置有储水箱41；所述热交换箱46、储水箱41内均有冷却液；所述冷却液通过冷水管43及水泵组件42从储水箱41内通入热交换箱46中，所述热交换箱46中的冷却液通过回流管47流入储水箱41内。每个导热柱45为闭环回路，回路的一部分穿过热交换箱46，另有一部分穿过中央处理机构17，并与中央处理机构17内壁表面相接；若干个导热柱45从上到下平行排列。

具体地，来自中央处理机构17的热量通过表面接触传递到导热柱45上，通过导热柱45回路结构而将热量传导至位于热交换箱46中的导热柱部分，在热交换箱中的导热柱的热量传递到热交换箱内的冷却液中，导热柱自身温度被冷却液冷却而降低，进一步传导至中央处理机构，实现对中央处理机构降温散热的效果。本发明中的中央处理机构17内部开设若干通道或通槽，其结构与导热柱的形状和位置相适应。若干个导热柱上下平行排列，并均匀分布。导热柱使用水冷常用的导热材料，实现良好的传热、导热。冷却液可使用水、或水+乙二醇的混合物等已成熟应用、安全可靠的水冷液。

进一步地，如图3和图4所示，在所述热交换箱46内上下相邻的两个导热柱45之间，设有隔液挡板48，所述隔液挡板48的一端与热交换箱46内壁相接，另一端与热交换箱46内壁相离，且上下相邻的隔液挡板的与热交换箱相接的一端和相离的一端呈交叉分布，使得冷却液从热交换箱46底部的冷水管入口流入，在热交换箱46内呈S形迂回流动向上，经过不同层的导热柱45而从热交换箱46顶部通过回流管47流出。

上述可见，本发明提供的大气多污染物检测设备，可集成多种污染物检测组件，通过检测设备主体中的中央处理机构而实现对多种污染物的检测、分析和数据处理。为解决多个检测模块集成、以及设备长期持续运行情况下，中央处理机构高功率运转产热高的实际问题，本设备设置水冷结构，通过导热柱、热处理箱以及储水箱等结构，实现良好的水冷降温效果，进而确保中央处理机构以及整体设备的良好、稳定运行。此外，检测设备主体与底座为转动连接，使得搭载在检测设备主体之上的各污染物检测组件可以转动改变方向，其进气口可处于不同的进气方向，避免对单一方向上的空气进行重复检测，所获空气样本将更加全面，检测数据的准确度和可信度得以提高。

进一步地，对于检测设备主体与转动底座的具体转动连接方式，以及相应的转动机构2的具体结构，可按下述实现：

如图6所示，所述转动底座23通过限位支撑板24与检测设备主体1转动连接；所述限位支撑板24顶端与检测设备主体1底面固定连接，底端与转动底座23上表面通过滑槽而转动连接；转动底座23内部固定连接有电机26，所述电机26固定连接有转动轴21，所述转动轴21与检测设备主体1的底面固定连接，与转动底座23转动连接。

进一步地，为克服电机转动和设备震动对于检测设备主体、各污染物检测组件的不利影响，本设备可在各结构之间设置缓冲件。污染物检测组件内含多种传感器类精密元件，作为精密仪器，自身需要维持相对稳定的置放环境，且检测数据的准确度也依赖检测组件的相对稳定。缓冲结构具体包括：

如图7所示，转动底座23部分下沉嵌入配重底座16内部；转动底座23侧面与配重底座16侧面通过第一弹性缓冲件卡接；转动底座23底面与配重底座16内腔底面通过第二弹性缓冲件连接；转动底座23的侧面上开设有限位滑槽34，所述限位滑槽34内活动连接有活动限位杆33，所述活动限位杆33的另一端与配重底座16的内腔底面活动连接。

所述第一弹性缓冲件、第二弹性缓冲件可使用具有弹性的缓冲材料，能够对转动底座的横向(左右)、竖向(上下)的晃动进行缓冲，避免设备震荡给检测组件和中央处理结构带来的不利影响。

实施例

如图1～8所示，本实施例的大气多污染物检测设备，包括检测设备主体1和电源，电源用于为设备供电；检测设备主体1的外表面上固定安装有氮氧化物检测组件11、恶臭气体检测组件12、挥发性有机物检测组件13、颗粒物检测组件14和显示模块15。检测设备主体1的底部设置有配重底座16，检测设备主体1的内部固定安装有中央处理机构17，用于对各检测组件获得的检测数据进行综合分析和实时显示。氮氧化物检测组件11、恶臭气体检测组件12、挥发性有机物检测组件13、颗粒物检测组件14的外侧均设置有进气口和出气口，进气口用于将外界空气吸入到对应装置内部进行相关检测，检测后的气体经出气口排出。氮氧化物检测组件11、恶臭气体检测组件12、挥发性有机物检测组件13、颗粒物检测组件14、显示模块15与中央处理机构17之间均电性连接。

本实施例的大气多污染物检测设备，在检测设备主体1、配重底座16之间设置有转动机构2。

转动机构2包括有转动轴21，转动轴21的一端与检测设备主体1的下表面固定连接，检测设备主体1的底部设置有活动定位轴22、转动底座23、限位支撑板24、安装板25、电机26、散热槽27、过滤网28和散热扇29。

所述转动底座23通过限位支撑板24与检测设备主体1转动连接；所述限位支撑板24顶端与检测设备主体1底面固定连接，底端与转动底座23上表面通过滑槽而转动连接；转动底座23内部固定连接有电机26，所述电机26固定连接有转动轴21，所述转动轴21与检测设备主体1的底面固定连接，与转动底座23转动连接。所述电机26连接有控制装置，所述控制装置与中央处理机构17电性连接。电机按照设定的周期或频率而转动，进而转换污染物检测组件的进气方向。

所述电机26通过固定连接于转动底座23内壁的安装板25而与转动底座23固定连接，所述安装板25与电机26固定连接；转动轴21的一端穿过安装板25与之活动连接，端口与电机26输出轴连接。所述转动轴21通过活动定位轴22与转动底座23转动连接，所述活动定位轴22为中空柱形，外表面与转动底座转动连接，内表面与转动轴21外表面固定连接。图6中可见，活动定位轴22外设凹槽卡接于转动底座23中。转动轴21转动时，带动活动定位轴22相对于转动底座23转动。此外，所述转动底座23的侧面开设有散热槽27，所述散热槽27面向外部的一侧设有过滤网28，面向转动底座内部的一侧设有散热扇29；散热槽27开设于转动底座23的外表面上，过滤网28的外表面与散热槽27的内壁活动连接，散热扇29固定安装于散热槽27的内壁上。

本实施例的大气多污染物检测设备，在中央处理机构17的外侧还设置有水冷机构4。

水冷机构4包括有储水箱41，储水箱41的外表面与检测设备主体1的背面固定连接，中央处理机构17的外侧设置有水泵组件42、冷水管43、进水管44、导热柱45、热交换箱46、回流管47和隔液挡板48。

导热柱45的外表面与中央处理机构17的内壁固定连接，导热柱45的数量为多个，多个导热柱45均匀分布于中央处理机构17上，导热柱45穿入热交换箱46，接口处的热交换箱46的内壁与导热柱45的外表面固定连接。热交换箱46的一侧底部与冷水管43的一端固定连接。隔液挡板48与热交换箱46的内壁固定连接，隔液挡板48的数量为多个，多个隔液挡板48错落分布于热交换箱46的内部。回流管47的一端与热交换箱46的另一侧顶部固定连接，即冷水管43位于热交换箱46一侧下端，回流管47位于热交换箱46另一侧上端。回流管47的另一端延伸至检测设备主体1的外侧且与检测设备主体1的内壁、储水箱41的上表面固定连接。进水管44外接新鲜冷却液，用于补充和更新储水箱41中的冷却液。

在本实施例中，中央处理机构17在持续工作过程中，会产生较多热量，通过导热柱45将中央处理机构17产生的热量导出，配合水泵组件42将储存在储水箱41中的冷却液经冷水管43导出至热交换箱46中，冷却液与导热柱45在热交换箱46的内部进行热量交换，热交换之后的冷却液经回流管47回流至储水箱41中，循环利用。并且，通过隔液挡板48的作用，使得冷却液在热交换箱46中依次流经导热柱45，进行较为完全的热交换过程，避免热量积聚而导致的影响装置整体使用、加快装置内部各元件老化等问题。

本实施例的大气多污染物检测设备，在检测设备主体1、配重底座16之间还设置有缓冲机构3。

如图7所示，缓冲机构3包括有横向弹性缓冲套板31，所述横向弹性缓冲套板31沿着配重底座16侧面一圈分布，固定连接于配重底座16内壁，并卡接于转动底座23与配重底座16之间；在横向弹性缓冲套板31内部均匀分布有软质弹性块32。转动底座23的内壁上开设有限位滑槽34，限位滑槽34的内壁上活动连接有活动限位杆33，活动限位杆33的一端与配重底座16的内腔底部活动连接。

此外，如图7、8所示，在转动底座23底面与配重底座26内腔底面分别上下对应地固定连接有两个限位滑套35，在两个限位滑套35之间连接有弹力球36；所述弹力球36包括弹力球壳361，弹力球壳361的外表面与所述限位滑套35的内侧活动连接，弹力球壳361的内壁上连接有伸缩连杆362，伸缩连杆362的一端活动连接有连接块363，伸缩连杆362的外表面上套设有缓冲弹簧364，缓冲弹簧364的两端分别与弹力球壳361的内壁、连接块363的外表面固定连接。

在本实施例中，在电机26运转过程中震动或者装置受到外界影响出现较剧烈晃动时，首先通过横向弹性缓冲套板31、软质弹性块32的弹性缓冲作用，将装置晃动过程中产生的横向作用力逐渐削弱，减缓装置在横向上的晃动幅度，再通过限位滑套35、弹力球36的作用同时对装置晃动产生的横向和竖向作用力逐渐削弱，从而减缓装置整体的晃动幅度，保证各检测装置的正常使用。并且，通过活动限位杆33和限位滑槽34共同配合形成的活动限位结构，使得装置的活动不受影响。当弹力球壳361受到挤压而发生弹性形变时，将伸缩连杆362和缓冲弹簧364压缩，使得缓冲弹簧364发生弹性形变，通过以上发生弹性形变的结构产生与挤压力方向相反的弹性作用力，使得装置的晃动幅度减小，装置的整体稳定性提升。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。